KR20240042063A - 정압 샤프트 베어링 및 격리된 케이스 드레인을 구비한 유압 기어 펌프 및 유압 기어 펌프 작동 방법 - Google Patents

Abstract

예시적인 기어 펌프는 펌프 링 기어; 펌프 샤프트; 펌프 샤프트에 장착되고 펌프 링 기어 내에 배치되는 펌프 피니언으로서, 펌프 피니언의 외치가 펌프 링 기어의 내치와 맞물리고, 펌프 샤프트는 펌프 피니언을 회전시키고, 그로 인해 그와 결합된 펌프 링 기어를 회전시켜 유체를 입구 챔버로부터 출구 챔버로 변위시키도록 구성되는, 펌프 피니언; 하나 이상의 크로스-홀; 펌프 샤프트 주위에 배치되는 부싱; 및 부싱의 일부 주위에 형성되는 포켓을 구비하며, 하나 이상의 크로스-홀은 출구 챔버를 포켓에 유체적으로 결합시켜, 포켓 내의 유체가 펌프 샤프트에 지지력을 가하게 한다.

Description

정압 샤프트 베어링 및 격리된 케이스 드레인을 구비한 유압 기어 펌프 및 유압 기어 펌프 작동 방법

(관련 출원에 대한 상호-참조)

본 출원은, 2021년 10월 13일에 출원되고 그 전체가 본 명세서에 참조로 원용되는 미국 가출원 제63/255,084호에 대한 우선권을 주장한다.

기어 펌프는 기어의 맞물림을 사용하여 유체를 변위 펌핑한다. 두 개의 주 변형예가 있으며: 외접 기어 펌프는 두 개의 외부 평기어를 사용하고, 내접 기어 펌프는 외부(예를 들어, 피니언) 및 내부(예를 들어, 링) 평기어를 사용한다. 기어 펌프는 고정 변위를 가지며, 펌프는 각각의 회전마다 일정한 양의 유체를 제공할 수 있다.

실속 상태와 같은 일부 경우에, 기어 펌프는 펌프가 제로 토출 유량에서 정격 압력을 유지하는 상태에서 작동할 수 있다. 다시 말해서, 펌프는 펌프의 출구 포트에서 그로부터 유체 흐름을 제공하지 않으면서 높은 압력 레벨을 유지한다. 이 상태에서, 펌프의 기어는 높은 토크 부하 하에 저속으로 회전한다.

이러한 상태(예를 들어, 실속 상태)에서는, 펌프로부터 소량의 유체가 나와서 펌프의 내부 부품을 냉각시키도록 펌프를 구성하고, 펌프 샤프트의 고부하를 감당하기 위해 저속으로 작동하는 저렴한 샤프트 베어링을 갖는 것이 바람직할 수 있다. 이들 및 기타 고려사항과 관련하여 본 명세서에 개시된 내용이 제시된다.

본 개시는 정압 샤프트 베어링 및 격리된 케이스 드레인을 구비한 유압 기어 펌프에 관한 실시예를 설명한다.

제1 실시예에서, 본 개시는 기어 펌프를 설명한다. 기어 펌프는 펌프 링 기어; 펌프 샤프트; 펌프 샤프트에 장착되고 펌프 링 기어 내에 배치되는 펌프 피니언으로서, 펌프 피니언의 외치가 펌프 링 기어의 내치와 맞물리고, 펌프 샤프트는 펌프 피니언을 회전시키고, 그로 인해 그와 결합된 펌프 링 기어를 회전시켜 유체를 기어 펌프의 입구 챔버로부터 출구 챔버로 변위시키도록 구성되는, 펌프 피니언; 하나 이상의 크로스-홀 및 포켓을 포함하는 펌프 커버; 및 펌프 샤프트 주위에 배치되는 부싱으로서, 부싱의 외표면이 펌프 커버의 내표면과 인터페이싱되고, 포켓은 부싱의 일부 주위에 형성되며, 펌프 커버의 하나 이상의 크로스-홀은 출구 챔버를 포켓에 유체적으로 결합시켜, 포켓 내의 유체가 펌프 샤프트에 지지력을 가하게 하는, 부싱을 포함한다.

제1 실시예에서, 본 개시는 방법을 설명한다. 이 방법은: 기어 펌프의 펌프 샤프트를 회전시키는 단계로서, 펌프 피니언이 펌프 샤프트에 장착되고 기어 펌프의 펌프 링 기어 내에 배치되어, 펌프 피니언의 외치가 펌프 링 기어의 내치와 맞물리며, 펌프 샤프트를 회전시키는 것은 펌프 피니언을 회전시키고, 그로 인해 그와 결합된 펌프 링 기어를 회전시켜 유체를 기어 펌프의 입구 챔버로부터 출구 챔버로 변위시키는 단계; 유체를 출구 챔버로부터 펌프 샤프트 주위에 배치된 부싱의 일부 주위에 형성된 포켓에 제공하는 단계; 포켓 내의 유체에 의해 펌프 샤프트에 지지력을 가하는 단계; 및 지지력을 가한 유체를 입구 챔버로부터 격리되어 있는 드레인 포트로 배출하는 단계를 포함한다.

상기 개요는 단지 예시적이며, 어떤 식으로든 제한하려는 의도는 없는 것이다. 전술한 예시적인 양태, 실시예 및 특징에 더하여, 추가적인 양태, 실시예 및 특징은 도면 및 이하의 상세한 설명을 참조하여 명백해질 것이다.

예시적 예의 특징으로 여겨지는 새로운 특징은 첨부된 청구범위에 기재되어 있다. 그러나 예시적 예뿐만 아니라 그 바람직한 사용 모드, 추가 목적 및 설명은 본 개시의 예시적 예에 대한 이하의 상세한 설명을 첨부 도면과 함께 참조함으로써 가장 잘 이해될 것이다.
도 1은 예시적 실시예에 따른, 기어 펌프의 부분 사시도이다.
도 2는 예시적 실시예에 따른, 도 1의 기어 펌프의 단면도이다.
도 3은 예시적 실시예에 따른, 도 1의 기어 펌프의 분해 사시도이다.
도 4는 예시적 실시예에 따른, 도 1의 기어 펌프의 부분 정면 단면도이다.
도 5는 예시적 실시예에 따른, 도 1의 기어 펌프의 부분 정면도이다.
도 6은 예시적 실시예에 따른, 도 1의 기어 펌프의 다른 단면도이다.
도 7은 예시적 실시예에 따른, 기어 펌프 작동 방법의 흐름도이다.

본 개시는 제로 토출 유량 및 고압에서 상당한 시간 동안 작동할 수 있는 기어 펌프에 관한 것이다. 기어 펌프는 작동 중에 큰 샤프트 베어링 부하를 생성할 수 있다. 저속에서 긴 수명이 요구되는 용도는 저속에서 샤프트를 적절하게 지지하는 데 필요한 유체역학적 필름을 생성할 수 없기 때문에 전통적인 저널 베어링을 사용하는 데 어려움이 있다. 롤러 요소 베어링이 사용될 수 있지만 비용이 많이 들고 중량이 증가한다.

본 명세서에 개시된 것은 저렴하고, 저속에서 효과적이며, 콤팩트하고, 중량 효율적인 정압 베어링으로 구성된 기어 펌프이다. 특히, 정압 베어링을 실현하기 위해, 개시된 펌프는 펌프 샤프트에 대한 지지력을 제공할 수 있는 유압 영역으로 향하는 고압 누설 유체를 제공하도록 구성된다.

또한, 개시된 기어 펌프는 정압 베어링의 샤프트를 지지하기 위해 사용되는 유체를 별도의 케이스 드레인에 제공하여 기어 펌프의 내부 부품을 냉각시키도록 구성된다. 케이스 드레인은 누설 유체가 재순환하지 않도록 입구로부터 격리되어 있다. 따라서, 고압 누설 유체는 정압 베어링 구성에 의해 샤프트를 지지하기 위해서뿐만 아니라 격리된 케이스 드레인에 제공되는 기어 펌프를 냉각시키기 위해 사용된다.

도 1은 예시적 실시예에 따른, 기어 펌프(100)의 부분 사시도이고, 도 2는 기어 펌프(100)의 단면도이며, 도 3은 기어 펌프(100)의 분해 사시도이다. 도 1 내지 도 3은 함께 설명된다.

기어 펌프(100)는 기어 펌프(100)의 부품을 수용하도록 구성된 펌프 하우징(102)을 갖는다. 기어 펌프(100)는 펌프 하우징(102)에 결합되는 엔드 커버(104)를 추가로 구비한다. 예를 들어, 체결구(106) 및 체결구(108)와 같은 여러 개의 체결구가 원형 배열로 배치될 수 있고 엔드 커버(104)를 펌프 하우징(102)에 결합하기 위해 사용된다.

일 예에서, 기어 펌프(100)는 펌프 하우징(102)에 결합되며 엔드 커버(104) 반대쪽에서 펌프 하우징(102)의 다른 단부에 장착되는 다른 엔드 커버를 가질 수 있다. 다른 예에서, 기어 펌프(100)는 예를 들어 전기 모터를 구비하는 더 큰 조립체의 일부일 수 있다. 이 예에서, 전기 모터는 펌프 하우징(102)을 거쳐서 기어 펌프(100)와 인터페이싱될 수 있다.

도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 기어 펌프(100)는 펌프 하우징(102) 내에 배치되는 펌프 피니언(110)(예를 들어, 그 외주면에 외치가 형성된 평기어) 및 펌프 링 기어(112)(예를 들어, 그 내주면에 내치가 형성된 링 기어)를 갖는 내접 기어 펌프로서 구성된다. 펌프 피니언(110)은 펌프 샤프트(114)에 장착되거나 펌프 샤프트의 일체형 부분이며, 펌프 피니언(110)의 치형부는 펌프 링 기어(112)의 치형부와 맞물린다. 또한, 펌프 피니언(110)은 펌프 링 기어(112)에 대해 중심을 벗어나 장착되는 바, 즉 펌프 피니언(110)의 회전 중심이 펌프 링 기어(112)의 회전 중심에 대해 편심되거나 그로부터 오프셋된다. 예에서, 펌프 샤프트(114)는, 이 펌프 샤프트(114)를 거쳐서 펌프 피니언(110) 및 펌프 링 기어(112)에 회전 운동을 제공하기 위해 스플라인(115)을 거쳐서 기어박스 또는 모터의 회전자에 회전 가능하게 결합될 수 있다.

기어 펌프(100)는 예를 들어 펌프 하우징(102)에 결합되거나 기어 펌프(100)를 구비하는 조립체에 결합되는 전방 엔드 커버에 형성된 입구 포트를 가질 수 있다. 입구 포트는 도 2에 도시된 바와 같이 펌프 하우징(102)에 형성된 입구 통로(116)에 유체를 제공한다. 기어 펌프(100)는 또한 펌프 하우징(102)에 형성된 출구 포트(118)를 가지며, 이를 통해서 유체가 기어 펌프(100)로부터 유압 소모처, 예를 들어 유압 액추에이터로 배출된다. 기어 펌프(100)는 엔드 커버(104)에 형성된 드레인 포트(120)를 더 갖는다. 드레인 포트(120)는 기어 펌프(100)의 입구 포트와 별개이고 입구 포트로부터 격리된다.

펌프 링 기어(112)와 펌프 피니언(110)은 (i) 펌프 링 기어(112)와 펌프 피니언(110)의 원위측에 배치된 제1 스러스트 플레이트(122), 및 (ⅱ) 펌프 링 기어(112)와 펌프 피니언(110)의 근위측에 배치된 제2 스러스트 플레이트(124)를 거쳐서 펌프 하우징(102) 내에 축방향으로 지지된다. 따라서, 펌프 피니언(110)과 펌프 링 기어(112)는 스러스트 플레이트(122, 124) 사이에 개재되거나 샌드위치된다.

스러스트 플레이트(122, 124)는 도 3에 도시된 바와 같이 신장(kidney)형으로 구성된다. 후술하듯이, 스러스트 플레이트(122, 124)는 기어 펌프(100) 내의 누설을 저감하고 그 효율을 향상시킬 수 있는 축방향 보상기로서 작동할 수 있다.

스러스트 플레이트(122, 124)는 이어서 제1 펌프 커버(126) 및 제2 펌프 커버(128)에 의해 지지된다. 특히, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 스러스트 플레이트(122)는 펌프 링 기어(112)와 제1 펌프 커버(126) 사이에 축방향으로 개재되고, 제1 스러스트 플레이트(122)는 계면(125)에서 제1 펌프 커버(126)와 인터페이싱된다. 제2 스러스트 플레이트(124)는 펌프 링 기어(112)와 제2 펌프 커버(128) 사이에 축방향으로 개재되고, 제2 스러스트 플레이트(124)는 계면(127)에서 제2 펌프 커버(128)와 인터페이싱된다. 본 명세서에서 "계면"이라는 용어는 두 개의 부품이 만나서 상호작용하는[예를 들어 스러스트 플레이트(122, 124)가 펌프 커버(126, 128)와 만나서 상호작용하는] 지점, 평면 또는 공간(또는 평면이나 공간의 일부)을 나타내기 위해 사용된다.

이 구성에 의해, 기어 펌프(100)의 부품은 펌프 커버(126, 128) 사이에 개재되어 펌프 커버에 의해 지지된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 펌프 커버(126, 128)는 각각의 중심 관통-홀을 구비하며 이 관통-홀을 통해서 펌프 샤프트(114)를 수용한다. 스러스트 플레이트(122, 124)는 펌프 커버(126, 128)에 체결되지 않으며, 오히려 임의의 축방향 간극을 보충하고 기어 펌프(100) 내의 내부 누설을 저감하기 위해 후술하듯이 축방향으로 이동할 수 있는 플로팅 부품으로서 구성된다.

또한, 기어 펌프(100)는 펌프 커버(126, 128)와 스러스트 플레이트(122, 124)의 외표면과 내표면 사이에서 펌프 샤프트(114) 주위에 배치되는 부싱(130) 및 부싱(132)을 구비한다. 따라서, 부싱(130)은 적어도 부분적으로 펌프 커버(126) 내에 배치되며 부싱(132)은 적어도 부분적으로 펌프 커버(128) 내에 배치된다. 부싱(130, 132)은 펌프 샤프트(114)의 회전을 용이하게 하는 베어링으로 구성되며, 부싱 베어링, 슬리브 베어링, 또는 저널 베어링으로 지칭될 수 있다. 또한, 이하에서 더 자세히 설명되듯이, 부싱(130, 132)은 펌프 샤프트(114)의 낮은 회전 속도에서 펌프 샤프트(114)를 지지하는 정압 베어링으로서 작동한다.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 기어 펌프(100)는 내측 초승달형 요소(134) 및 외측 초승달형 요소(136)를 구비한다. "내측" 및 "외측"이라는 용어는 초승달형 요소의 반경방향 위치설정을 나타내며, 내측 초승달형 요소(134)는 외측 초승달형 요소(136)에 대해 반경방향 내측에 배치된다.

내측 초승달형 요소(134)와 외측 초승달형 요소(136)는 제2 펌프 커버(128)에 결합된 제1 위치결정 핀(138)과 제1 펌프 커버(126)에 결합된 제2 위치결정 핀(140)(도 3에 부분적으로 도시됨)에 의해 펌프 링 기어(112)와 펌프 피니언(110) 사이의 내부 공간 내에 축방향으로 지지된다. 제1 위치결정 핀(138)은 초승달형 요소(134, 136)의 근위 단부와 축방향으로 인터페이싱된다. 마찬가지로, 제2 위치결정 핀(140)은 초승달형 요소(134, 136)의 원위 단부와 축방향으로 인터페이싱된다. 이 구성에 의해, 내측 초승달형 요소(134)와 외측 초승달형 요소(136)는 위치결정 핀(138, 140)에 의해 축방향으로 위치 유지되고, 위치결정 핀(138, 140)은 또한 초승달형 요소(134, 136)의 배향을 유지한다.

작동 중에, 유체는 입구 포트를 통해서 제공되고, 이후 입구 통로(116)를 통해서 도 2에 도시된 입구 챔버(142)에 제공된다. 펌프 샤프트(114)가 회전함에 따라, 펌프 피니언(110)이 회전하고, 그로 인해 펌프 링 기어(112)는 그 치형부의 맞물림으로 인해 펌프 피니언과 함께 회전하게 된다.

전술했듯이, 펌프 피니언(110)의 회전 중심은 펌프 링 기어(112)의 회전 중심으로부터 오프셋되어 있다. 따라서, 펌프 피니언(110)의 기어 외치와 펌프 링 기어(112)의 기어 내치가 분리되거나 결합해제됨에 따라, 이들은 팽창 용적(즉, 팽창 챔버)을 생성한다. 팽창 용적은 분리 치형부 사이에 형성되는 복수의 포켓을 집합적으로 나타낸다. 팽창 용적은, 입구 통로(116)를 거쳐서 입구 포트에 유체적으로-결합되는, 입구 챔버(142)에 유체적으로-결합되는 기어 펌프(100)의 흡입측에 있는 분리 치형부 사이에 형성되는 흡입 공극으로서 작용한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 펌프 링 기어(112)는 펌프 링 기어(112) 주위에 원주방향 배열로 배치되는, 크로스-홀(144)과 같은, 복수의 반경방향 크로스-홀을 갖는다. 입구 챔버(142)로부터의 유체는 펌프 링 기어(112)의 원위 단부 및 근위 단부로부터 뿐만 아니라 펌프 링 기어(112)의 반경방향 크로스-홀을 통해서 유동하여 치형부 사이의 팽창 용적을 채운다.

도 4는 예시적 실시예에 따른, 기어 펌프(100)의 부분 정면 단면도이다. 펌프 피니언(110)과 펌프 링 기어(112)가 회전함에 따라 그 기어 치형부가 맞물림으로써 유체를 변위시킨다. 다시 말해서, 펌프 피니언(110)과 펌프 링 기어(112)의 치형부가 기어 펌프(100)의 토출측에서 인터로크되면, 용적이 감소되고 유체는 압력 하에 펌프 링 기어(112)의 반경방향 크로스-홀을 통해서 도 4에 도시된 출구 챔버(146)로 그리고 이어서 출구 포트(118)로 압출된다.

펌프 피니언(110)과 펌프 링 기어(112)의 치형부가 맞물림에 따라, 이들은 입구 포트로부터 수용된 저압 유체를 갖는 팽창 용적과 출구 포트(118)에 맞물리거나 결합되게 맞물리려고 하는 치형부 사이의 용적 사이에 시일을 형성한다. 맞물린 치형부에 의해 생성된 시일은 유체를 드레인 포트로부터 압출하고 유체 역류를 방지한다.

또한, 펌프 피니언(110)과 펌프 링 기어(112)가 회전함에 따라, 초승달형 요소(134, 136)는 유체가 저압 흡입 팽창 용적으로부터 출구 포트(118)에 결합된 출구 챔버(146)까지 운반될 때 유체를 분할한다. 따라서, 초승달형 요소(134, 136)는 저압 용적과 고압 용적 사이에 시일을 형성할 수 있다.

특히, 외측 초승달형 요소(136)의 외표면(즉, 반경방향 외측 표면)은 펌프 링 기어(112)의 내치와 인터페이싱되어 그 사이에 시일을 생성한다. 외측 초승달형 요소(136)의 외표면과 펌프 링 기어(112)의 내치 사이의 효과적인 시일은 고압 용적에서 저압 용적으로의 누설을 방지할 수 있다. 유체 흐름을 "방지" 또는 "차단"한다는 용어는 본 명세서에서, 예를 들어 분당 최소의 액적 흐름을 제외하고 유체 흐름을 실질적으로 방지하는 것을 나타내기 위해 사용된다.

마찬가지로, 내측 초승달형 요소(134)의 내표면(즉, 반경방향 내측 표면)은 펌프 피니언(110)의 외치와 인터페이싱되어 그 사이에 시일을 생성한다. 내측 초승달형 요소(134)의 내표면과 펌프 피니언(110)의 외치 사이의 효과적인 시일은 고압 용적에서 저압 용적으로의 누설을 방지할 수 있다.

초승달형 요소(134, 136)의 구성은 효과적인 시일을 제공하고, 초승달형 요소(134, 136)와 기어 치형부 사이의 반경방향 간극을 보상하여 효과적인 밀봉을 생성한다. 특히, 외측 초승달형 요소(136)와 내측 초승달형 요소(134) 사이의 계면을 통해서 침투하는 팽창 용적 또는 고압 용적으로부터의 유체는 초승달형 요소(134, 136)를 반경방향으로 밀어낼 수 있다. 특히, 초승달형 요소(134, 136) 사이의 유체는 이후 외측 초승달형 요소(136)를 펌프 링 기어(112)의 내치를 향해 반경방향 외측으로 밀어낼 수 있으며, 그로 인해 그 사이의 임의의 반경방향 공간 또는 간극이 제거되고 효과적인 시일이 형성된다. 마찬가지로, 초승달형 요소(134, 136) 사이의 유체는 내측 초승달형 요소(134)를 펌프 피니언(110)의 외치를 향해 반경방향 내측으로 밀어낼 수 있으며, 그로 인해 그 사이의 일체의 반경방향 공간 또는 간극이 제거되고 효과적인 시일이 형성된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 펌프 피니언(110)과 펌프 링 기어(112)의 원위측에서, 제1 스러스트 플레이트(122)는 토출측에서[예를 들어 출구 챔버(146)로부터]의 고압 유체가 도 2에 도시된 펌프 커버(126)에 형성된 블라인드 홀(150)로 유동하여 유체 연통할 수 있게 하는 관통-홀(148)과 같은 관통-홀을 가질 수 있다. 마찬가지로, 펌프 피니언(110)과 펌프 링 기어(112)의 근위측에서, 제2 스러스트 플레이트(124)는 토출측에서[예를 들어, 출구 챔버(146)로부터]의 고압 유체가 도 2에 도시하듯이 펌프 엔드 커버(126)에 형성된 블라인드 홀(154)로 유동하여 유체 연통할 수 있게 하는 관통-홀(152)과 같은 관통-홀을 가질 수 있다. 따라서 출구 챔버(146)(도 4 참조) 내의 고압 유체는 스러스트 플레이트(122, 124)의 관통-홀(148, 152)을 거쳐서 축방향으로 양방향으로 연통될 수 있다. 따라서 고압 유체는 스러스트 플레이트(122, 124)와 펌프 커버(126, 128) 사이의 계면(125, 127)에 각각 도달한다.

제1 스러스트 플레이트(122)와 제1 펌프 커버(126) 사이의 계면(125)에 갇힌 유체는 펌프 피니언(110)과 펌프 링 기어(112)의 원위 단부면을 향해서 제1 스러스트 플레이트(122)에 축방향 유체력을 가한다. 이런 식으로, 제1 스러스트 플레이트(122)와 펌프 피니언(110) 및 펌프 링 기어(112)의 원위 단부면 사이에 금속간 시일이 생성된다. 마찬가지로, 제2 스러스트 플레이트(124)와 제2 펌프 커버(128) 사이의 계면(127)에 갇힌 유체는 펌프 피니언(110)과 펌프 링 기어(112)의 근위 단부면을 향해서 제2 스러스트 플레이트(124)에 축방향 유체력을 가한다. 이런 식으로, 제2 스러스트 플레이트(124)와 펌프 피니언(110) 및 펌프 링 기어(112)의 근위 단부면 사이에 금속간 시일이 생성된다.

펌프 피니언(110) 및 펌프 링 기어(112)를 향해서 스러스트 플레이트(122, 124)에 작용하는 유체력은 스러스트 플레이트(122, 124)를 펌프 피니언(110) 및 펌프 링 기어(112)에 대해 축방향으로 밀거나 압착하여, 효과적인 시일을 생성하고 그 사이의 일체의 축방향 간극을 제거한다. 따라서, 스러스트 플레이트(122, 124)는 스러스트 플레이트(122, 124)와 그 사이에 배치된 펌프 피니언(110) 및 펌프 링 기어(112) 사이의 축방향 간극을 보상하여 누설을 저감하고 기어 펌프(100)의 효율을 향상시킬 수 있으므로 축방향 보상기로 지칭될 수 있다.

도 3을 참조하면, 기어 펌프(100)는 제1 펌프 커버(126)의 근위측에서의 윤곽있는 공동 또는 리세스에 배치될 수 있는 제1 세트의 신장형 시일(156)을 구비하며, 리세스는 제1 세트의 신장형 시일(156)의 형상과 일치하는 형상을 갖는다. 따라서, 제1 세트의 신장형 시일(156)은 제1 스러스트 플레이트(122)와 마주하는 제1 펌프 커버(126)의 근위측에 배치될 수 있다. 이 구성에 의해, 제1 세트의 신장형 시일(156)은 계면(125)에 연통되는 고압 유체(고압 용적으로부터의)를 입구 통로(116)에 제공되는 저압 유체로부터 격리 또는 밀봉한다. 따라서 제1 세트의 신장형 시일(156)은 고압측에서 저압측으로의 크로스-유동 또는 누설을 방지할 수 있다.

마찬가지로, 기어 펌프(100)는 제2 펌프 커버(128)의 원위측에서의 윤곽있는 공동 또는 리세스에 배치되는 제2 세트의 신장형 시일(158)을 구비할 수 있으며, 리세스는 제2 세트의 신장형 시일(158)과 일치하는 형상을 갖는다. 따라서, 제2 세트의 신장형 시일(158)은 제2 스러스트 플레이트(124)와 마주하는 제2 펌프 커버(128)의 원위측에 배치된다. 제2 세트의 신장형 시일(158)은 계면(127)에 연통되는 고압 유체(고압 용적으로부터의)를 저압 유체로부터 격리 또는 밀봉할 수 있다. 따라서 제2 세트의 신장형 시일(158)은 고압측에서 저압측으로의 크로스-유동 또는 누설을 방지할 수 있다.

일 예에서, 신장형 시일 세트(156, 156)는 각각 메인 시일과 백업 시일을 구비할 수 있다. 다른 예에서, 신장형 시일 세트(156, 156)는 각각 메인 시일과 시일 지지층을 구비할 수 있다.

실속 상태와 같은 일부 작동 조건 하에서, 기어 펌프(100)는 출구 포트(118)로부터 유체를 배출하지 않으면서 출구 포트(118)에서 정격 압력(예를 들어, 3000 psi)을 유지할 필요가 있을 수 있다. 예를 들어, 기어 펌프(100)가 유압 액추에이터(예를 들어, 유압 실린더)에 유체를 제공하고 유압 액추에이터가 부하를 움직이지 않으면서 유지해야 하는 경우, 기어 펌프(100)는 유체 흐름을 제공하지 않으면서, 부하를 유지하기에 충분한 정격 압력을 유지할 필요가 있을 수 있다.

이러한 조건 하에서, 펌프 샤프트(114)는 저속으로[예를 들어 50-200rpm(분당회전수)] 회전할 수 있으며, 상당한 유체 흐름을 제공하지 않으면서 정격 압력을 유지하기 위해 높은 토크 부하를 받게 된다. 다시 말해서, 펌프 피니언(110)과 펌프 링 기어(112)[및 펌프 샤프트(114)]는 높은 토크 부하 하에서 저속으로 회전한다.

이러한 조건 하에서는 출구 포트(118)로부터 토출 유체가 제공되지 않지만, 펌프 샤프트(114)가 저속으로 회전함에 따라 정격 압력을 유지하기 쉽게 하기 위해 유체의 누설량이 발생된다. 기어 펌프(100)는 이러한 누설 유체를 사용하여 펌프 샤프트(114) 상의 부하를 지지할 뿐만 아니라 유체를 입구 포트와 격리된 드레인 포트(120)로 이동시켜 기어 펌프(100)의 열을 제거하고 냉각시키도록 구성된다.

전술했듯이, 블라인드 홀(150, 154)은 고압 유체를 계면(125, 127)에 전달하여 스러스트 플레이트(122, 124)를 펌프 피니언(110) 및 펌프 링 기어(112)에 대해 가압한다. 또한, 펌프 커버(126, 128)는, 펌프 샤프트(114)가 저속으로 회전할 때 부싱(130, 132)이 펌프 샤프트(114) 상의 부하를 지지할 수 있는 정압 베어링으로서 작동하는 것을 촉진하기 위해 블라인드 홀(150, 154) 내의 고압 유체를 각각 부싱(130, 132)에 전달하는 크로스-홀을 갖는다.

도 5는 예시적 실시예에 따른, 기어 펌프(100)의 부분 정면도이다. 도시된 바와 같이, 제2 펌프 커버(128)는 블라인드 홀(154) 내의 고압 유체를 부싱(132)의 일부 주위에, 예를 들어 부싱(132) 아래에 형성된 홈 또는 포켓(500)에 전달하도록 구성되는 크로스-홀을 갖는다.

특히, 제2 펌프 커버(128)는 고압 유체를 블라인드 홀(154)로부터 포켓(500)으로 전달하도록 구성된 하나 이상의 크로스-홀을 갖는다. 예를 들어, 펌프 커버(128)는 블라인드 홀(154)에 도달하기 위해 제2 펌프 커버(128)에 크로스-천공되는 제1 크로스-홀(502)을 구비할 수 있다. 제1 크로스-홀(502)을 역시 제2 펌프 커버(128)에 크로스-천공되는 제3 크로스-홀(506)에 유체적으로 결합시키기 위해 제2 크로스-홀(504)이 제2 펌프 커버(128)에 크로스-천공된다.

본 명세서에서 "크로스-홀"이라는 용어는 다른 홀, 공동 또는 채널의 경로를 가로지르거나 이에 대해 횡방향으로 형성되는 임의의 형태의 개구(예를 들어, 슬롯, 창, 홀 등)를 망라하기 위해 사용된다. 크로스-홀(502-506)은 제2 펌프 커버(128)에 크로스-천공된 후 플러그(508), 플러그(510) 및 플러그(512)를 각각 거쳐서 막힌다.

따라서 블라인드 홀(154)로부터 수용된 고압 유체는 제1 크로스-홀(502) 및 제2 크로스-홀(504)을 거쳐서 제3 크로스-홀(506)에 연통된다. 제3 크로스-홀(506)은 이후 고압 유체를 포켓(500)에 제공한다.

도 6은 예시적 실시예에 따른, 기어 펌프(100)의 다른 단면도이다. 도 6의 단면은 도 2의 단면도의 평면과 다른 평면을 가로질러 취한 것이다. 도 6의 단면도에서, 제3 크로스-홀(506)은 제2 펌프 커버(128)에 도시되어 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 부싱(132)은 크로스-홀(600)과 크로스-홀(602)을 갖는다. 크로스-홀(600)은 출구 챔버(146)로부터 밀봉되지 않은 공간을 통해서 부싱(132)의 외표면으로 흐르는 고압 유체를 수용할 수 있다. 유체는 이후 부싱(132)의 내표면과 펌프 샤프트(114)의 외표면 사이의 계면에서 부싱(132) 내부로 전달된다. 이 고압 유체는 펌프 샤프트(114)를 일측(예를 들어 상측)으로부터 지지한다.

크로스-홀(502-506)은 부싱(132)의 반대측에 고압 유체를 제공하도록 구성된다. 도 5 내지 도 6을 함께 참조하면, 블라인드 홀(154) 내의 고압 유체는 제1 크로스-홀(502), 제2 크로스-홀(504) 및 제3 크로스-홀(506)을 통해서 포켓(500)으로 흐른다. 도 6에 도시된 바와 같이, 포켓(500)은 부싱(132)의 크로스-홀(602)에 유체적으로 결합되고 그와 정렬된다. 이런 식으로, 부싱(132)의 반대측(예를 들어 하측)에서 부싱(132)의 내표면과 펌프 샤프트(114)의 외표면 사이의 계면에 고압 유체가 제공된다.

이 구성에 의해, 부싱(132)은 이를 관통하여 배치되는 펌프 샤프트(114)에 대한 정압 베어링으로서 작동한다. 특히, 펌프 샤프트(114)가 출구 포트(118)로부터 유체가 토출되지 않는 저속으로 회전할 때는, 펌프 피니언(110) 및 펌프 링 기어(112)의 회전에 기인하는 고압 유체가 누설 유체 유동으로 간주될 수 있다. 이러한 누설 유체 유동은 부싱(132)의 실질적으로 아래에 배치된 포켓(500)에 제공되며, 유체는 이후 부싱(132)의 내표면과 펌프 샤프트(114)의 외표면 사이의 계면에서 크로스-홀(602)을 통해 부싱(132) 내에 제공된다. 고압 유체는 펌프 샤프트(114)에 반경방향 내측 힘을 가하며, 이는 펌프 샤프트(114)의 중량에 대해 그리고 실속(저속) 상태 중에 펌프 샤프트(114)에 가해지는 임의의 토크 부하에 대해 대항하거나 지지력을 제공한다.

따라서, 부싱(132)은 펌프 샤프트(114)의 종축(604)에 수직한 방향으로 작용하는 반경방향 부하를 지지하는 정압 저널 베어링의 슬리브 또는 셸로서 작동한다. 반경방향 부하는 펌프 샤프트(114)에 대한 하향 부하 또는 그 중량으로 인한 것이다. 부싱(130)은 부싱(132)과 유사하게 구성되고 제1 펌프 커버(126)는 부싱(130)이 펌프 샤프트(114)의 종축(604)을 따라서 부싱(132)으로부터 축방향으로 이격된 펌프 샤프트(114)에 대한 다른 정압 베어링으로서 작동하도록 제2 펌프 커버(128)와 유사하게 구성된다.

특히, 제1 펌프 커버(126)는 고압 유체를 블라인드 홀(150)(도 2 참조)으로부터 포켓(500)과 유사한 포켓(608)에 제공하기 위해 도 6에 도시된 크로스-홀(606)을 포함하는 복수의 크로스-홀을 가질 수 있다. 부싱(130)은 부싱(132)의 크로스-홀(600, 602)과 각각 유사한 크로스-홀(610) 및 크로스-홀(612)을 구비한다. 따라서 포켓(608)은 고압 유체를 크로스-홀(612)에 제공하고 이어서 부싱(130)의 내표면과 펌프 샤프트(114)의 외표면 사이의 계면에 제공하여 펌프 샤프트(114)를 낮은 회전 속도에서 지지한다.

부싱(130, 132)은 펌프 피니언(110)과 펌프 링 기어(112)에 걸쳐있으며 펌프 샤프트(114)의 길이를 따라서 축방향으로 떨어져 배치된다. 이 구성은 펌프 샤프트(114)에 대해 향상된 지지를 제공할 수 있다.

펌프 샤프트(114)를 지지하기 위해 포켓(500, 608)에 제공된 누설 유체 유동이 입구 포트에 수용된 입구 유체와 합류할 수 있게 되면, 저온 유체가 기어 펌프(100)에 진입할 수 없는 상태에서 유체가 재순환될 것이다. 유체가 기어 펌프(100)를 통해서 재순환하게 되면 제거될 수 있는 열의 양을 제한할 수 있다. 또한, 펌프 피니언(110) 및 펌프 링 기어(112)에 의해 토출되는 높은 압력 레벨의 유체와, 저압(예를 들어 대기압)의 유체를 갖는, 입구 포트로 되돌아간 유체로부터, 큰 압력 강하가 발생할 수 있다. 이러한 큰 압력 강하는 기어 펌프(100)로부터 발생하는 열 형태의 파워 손실을 나타낸다. 다시 말해서, 이러한 누설 유체의 유동은, 기어 펌프(100)로부터 유체가 토출되지 않는 실속 상태 중에 기어 펌프(100)를 냉각시키는 데 효과적이지 않을 수 있다.

이 문제를 경감하기 위해, 기어 펌프(100)는, 입구 포트와 격리되고 포켓(500) 하류에 배치되는 드레인 포트(120)에 누설 유체 유동을 제공하도록 구성된다. 예를 들어, 포켓(500)으로부터 제공된 유체는 크로스-홀(602)을 통해서 부싱(132)의 내표면과 펌프 샤프트(114)의 외표면 사이의 계면으로 흐르고, 이후 압착되거나 엔드 커버(104) 내에 형성된 챔버(614)로 배출되며, 이후 드레인 포트(120)로 유동한다. 다른 예시적 실시예에서, 유체는 펌프 샤프트(114)의 홀을 통해서 인도되고, 이후 펌프 샤프트(114)를 통한 채널을 통해서 챔버(614)로 인도될 수 있다.

따라서, 누설 유체를 생성하기 위해 입구 포트로부터 인출된 유체는 입구 포트로 재순환 복귀되지 않는다. 또한, 드레인 포트(120)는 기어 펌프(100)의 입구 포트에 제공되는 유체보다 높은 압력 레벨을 가질 수 있다. 이런 식으로, 포켓(500)에 제공되는 고압 유체와 드레인 포트(120) 사이의 압력 강하는 포켓(500)에 제공되는 유체와 입구 포트 사이의 압력 강하에 비해 작다. 따라서, 누설 유체를 드레인 포트(120)에 제공하는 것은 실속, 저속 조건 하에서 기어 펌프(100)의 냉각을 향상시킬 수 있다.

이상의 설명에서는 예시를 위해 내접 기어 펌프를 예로 들었으나, 펌프 샤프트를 지지하기 위해 고압 유체를 부싱에 제공하고 유체를 격리된 포트로 배출하는 실시예는 외접 기어 펌프에도 적용될 수 있다.

도 7은 예시적 실시예에 따른, 기어 펌프(100) 작동 방법(700)의 흐름도이다. 이 방법(700)은 블록(702-708) 중 하나 이상에 의해 도시되는 하나 이상의 작동, 기능 또는 작동을 포함할 수 있다. 블록은 순차적으로 도시되어 있지만, 이들 블록은 병행하여 수행될 수도 있고 및/또는 본 명세서에 기재된 것과 다른 순서로 수행될 수도 있다. 또한, 다양한 블록은 소망 실시예에 기초하여, 더 적은 블록으로 조합되거나, 추가 블록으로 분할되거나, 및/또는 제거될 수 있다. 본 명세서에 개시된 상기 및 기타 프로세스 및 방법에 관하여 흐름도는 본 예의 하나의 가능한 실시예의 기능 및 작동을 보여주고 있다는 것이 이해되어야 한다. 관련 기능에 따라, 실질적으로 동시적인 순서 또는 역순을 포함하는, 도시되거나 논의된 순서와 다른 순서로 기능이 실행될 수 있는 대체 실시예가 본 개시의 예의 범위 내에 포함되며, 이는 관련 기술분야의 통상의 기술자에 의해 합리적으로 이해될 것이다.

블록(702)에서, 방법(700)은 기어 펌프(100)의 펌프 샤프트(114)를 회전시키는 단계로서, 펌프 피니언(110)이 펌프 샤프트(114)에 장착되고 기어 펌프(100)의 펌프 링 기어(112) 내에 배치되어 펌프 피니언(110)의 외치가 펌프 링 기어(112)의 내치와 맞물리고, 펌프 샤프트(114)를 회전시키는 것은 펌프 피니언(110)을 회전시키며, 그로 인해 그와 결합된 펌프 링 기어(112)를 회전시켜 유체를 기어 펌프(100)의 입구 챔버[예를 들어, 입구 챔버(142)]로부터 출구 챔버[예를 들어, 출구 챔버(146)]로 변위시키는 단계를 포함한다.

블록(704)에서, 방법(700)은 유체를 출구 챔버로부터 펌프 샤프트(114) 주위에 배치된 부싱[예를 들어, 부싱(130) 또는 부싱(132)]의 일부 주위에 형성된 포켓[예를 들어, 포켓(500) 또는 포켓(608)]에 제공하는 단계를 포함한다.

블록(706)에서, 방법(700)은 포켓 내의 유체에 의해 펌프 샤프트(114)에 지지력을 가하는 단계를 포함한다.

블록(708)에서, 방법(700)은 지지력을 가한 유체를 입구 챔버로부터 격리되어 있는 드레인 포트(120)로 배출하는 단계를 포함한다.

방법(700)은 본 명세서 전체에 걸쳐서 기재되는 다른 단계를 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 기어 펌프(100)는 펌프 커버[예를 들어, 제1 펌프 커버(126) 또는 제2 펌프 커버(128)]를 더 구비할 수 있고, 펌프 커버는 포켓을 포함하며 출구 챔버를 포켓에 유체적으로 결합시키는 하나 이상의 크로스-홀[예를 들어, 크로스-홀(502-506)]을 포함하고, 유체를 출구 챔버로부터 포켓에 제공하는 단계는 유체를 출구 챔버로부터 하나 이상의 크로스-홀을 거쳐서 포켓에 연통시키는 단계를 포함한다.

일 예에서, 하나 이상의 크로스-홀은 (i) 출구 챔버에 유체적으로 결합되는 제1 크로스-홀(502), (ⅱ) 제1 크로스-홀(502)에 유체적으로 결합되는 제2 크로스-홀(504), 및 (ⅲ) 제2 크로스-홀(504)을 포켓(500)에 유체적으로 결합시키는 제3 크로스-홀(506)을 포함하며, 유체를 출구 챔버로부터 하나 이상의 크로스-홀을 거쳐서 포켓에 연통시키는 단계는 유체를 출구 챔버로부터 제1 크로스-홀(502)을 거쳐서 제2 크로스-홀(504)에 연통시키는 단계; 유체를 제2 크로스-홀(504)로부터 제3 크로스-홀(506)에 연통시키는 단계; 및 유체를 제3 크로스-홀(506)로부터 포켓(500)에 연통시키는 단계를 포함한다.

기어 펌프는 펌프 커버와 펌프 링 기어 사이에 축방향으로 개재되는 스러스트 플레이트[예를 들어, 제1 스러스트 플레이트(122) 또는 제2 스러스트 플레이트(124)]를 추가로 구비할 수 있다. 스러스트 플레이트는 출구 챔버에 유체적으로 결합되는 관통-홀[예를 들어, 관통-홀(148) 또는 관통-홀(152)]을 구비할 수 있으며, 펌프 커버는 스러스트 플레이트의 관통-홀로부터 유체를 수용하고 펌프 커버의 제1 크로스-홀(502)에 유체적으로 결합되는 블라인드 홀[예를 들어, 블라인드 홀(150) 또는 블라인드 홀(154)]을 포함한다. 유체를 출구 챔버로부터 제1 크로스-홀을 거쳐서 연통시키는 단계는: 유체를 출구 챔버로부터 스러스트 플레이트의 관통-홀을 통해서 블라인드 홀에 연통시키는 단계; 및 유체를 블라인드 홀로부터 제1 크로스-홀을 거쳐서 제2 크로스-홀에 연통시키는 단계를 포함한다.

또한, 부싱[예를 들어, 부싱(132)]은 포켓에 유체적으로 결합되는 크로스-홀[예를 들어, 크로스-홀(602)]을 갖는다. 상기 방법은 유체를 포켓으로부터 부싱의 크로스-홀을 거쳐서 펌프 샤프트(114)의 외표면과 부싱의 내표면 사이의 계면에서 부싱 내로 연통시켜, 유체가 펌프 샤프트(114)에 지지력을 가하게 하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.

제1 부싱[예를 들어, 부싱(130)]에 추가적으로, 기어 펌프(100)는 펌프 링 기어의 근위측에서 펌프 샤프트(114) 주위에 배치되는 제2 부싱[예를 들어, 부싱(132)]을 추가로 구비할 수 있으며, 상기 방법은 유체를 출구 챔버로부터 제2 부싱의 일부 주위에 형성된 각각의 포켓[예를 들어, 포켓(500)]에 제공하여, 각각의 포켓 내의 유체가 펌프 샤프트(114)에 각각의 지지력을 가하게 하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.

상기 상세한 설명은 개시된 시스템의 다양한 특징 및 작동을 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 명세서에 기재된 예시적 실시예는 제한적이도록 의도되지 않는다. 개시된 시스템의 특정 양태는, 그 모두가 본 명세서에서 고려되는 다양한 상이한 구성으로 배치 및 조합될 수 있다.

또한, 문맥상 다르게 제시되지 않는 한, 각각의 도면에 도시된 특징부는 서로 조합하여 사용될 수 있다. 따라서, 도면은 일반적으로 하나 이상의 전체 실시예의 부품 양태로 간주되어야 하며, 도시된 특징부 전체가 각각의 실시예에 필요하지는 않다는 것을 이해해야 한다.

또한, 본 명세서 또는 청구범위에서의 요소, 블록 또는 단계의 열거는 명확성을 위한 것이다. 따라서, 이러한 열거는 이들 요소, 블록 또는 단계가 특정 구성을 따르거나 특정 순서로 실시될 것을 요구하거나 암시하는 것으로 해석되어서는 안 된다.

또한, 장치 또는 시스템은 도면에 제시된 기능을 수행하도록 사용되거나 구성될 수 있다. 일부 경우에, 장치 및/또는 시스템의 부품은 이들 부품이 이러한 성능을 활성화하기 하기 위해 (하드웨어 및/또는 소프트웨어에 의해) 실제로 구성 및 구조화되도록 기능을 수행하도록 구성될 수 있다. 다른 예에서, 장치 및/또는 시스템의 부품은 예를 들어 특정 방식으로 작동될 때 기능 수행에 적응되도록, 기능 수행을 할 수 있도록, 또는 기능 수행에 적합하도록 구성될 수 있다.

"실질적으로"라는 용어는, 언급된 특성, 매개변수 또는 값이 정확하게 달성될 필요는 없지만, 예를 들어 공차, 측정 오차, 측정 정확도 한계, 및 통상의 기술자에게 알려져 있는 기타 요인을 포함하는 편차 또는 변동이, 특성이 제공하려고 의도한 효과를 방해하지 않는 양으로 발생할 수 있음을 의미한다.

본 명세서에 기재된 구성은 단지 예시를 위한 것이다. 따라서, 통상의 기술자라면, 다른 구성 및 다른 요소(예를 들어, 기계, 인터페이스, 작동, 순서, 및 작동의 그룹화 등)가 대신 사용될 수 있고 일부 요소는 소망 결과에 따라 완전히 생략될 수도 있음을 알 것이다. 또한, 기재되어 있는 요소의 대다수는, 개별 부품 또는 분산된 부품으로서 또는 다른 부품과 연합하여 임의의 적합한 조합 및 위치에서 실현될 수 있는 기능적 실체이다.

다양한 양태 및 실시예가 본 명세서에 개시되었지만, 다른 양태 및 실시예가 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 본 명세서에 개시된 다양한 양태 및 실시예는 예시를 위한 것이지 제한적이도록 의도된 것이 아니며, 진정한 범위는 이러한 청구범위에 의해 권리 부여되는 균등물의 전체 범위와 함께 이하의 청구범위에 의해 제시된다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정 실시예를 설명하기 위한 것이며, 제한적이도록 의도된 것은 아니다.

따라서 본 개시의 실시예는 이하에 나열되는 열거된 예시적 실시예(EEE: enumerated example embodiment) 중 하나와 관련될 수 있다.

EEE 1은 기어 펌프이며, 펌프 링 기어; 펌프 샤프트; 펌프 샤프트에 장착되고 펌프 링 기어 내에 배치되는 펌프 피니언으로서, 펌프 피니언의 외치가 펌프 링 기어의 내치와 맞물리고, 펌프 샤프트는 펌프 피니언을 회전시키고, 그로 인해 그와 결합된 펌프 링 기어를 회전시켜 유체를 기어 펌프의 입구 챔버로부터 출구 챔버로 변위시키도록 구성되는, 펌프 피니언; 하나 이상의 크로스-홀 및 포켓을 포함하는 펌프 커버; 및 펌프 샤프트 주위에 배치되는 부싱으로서, 부싱의 외표면이 펌프 커버의 내표면과 인터페이싱되고, 포켓은 부싱의 일부 주위에 형성되며, 펌프 커버의 하나 이상의 크로스-홀은 출구 챔버를 포켓에 유체적으로 결합시켜, 포켓 내의 유체가 펌프 샤프트에 지지력을 가하게 하는, 부싱을 포함하는 기어 펌프이다.

EEE 2는 EEE 1의 기어 펌프에 있어서, 펌프 커버와 펌프 링 기어 사이에 축방향으로 개재되는 스러스트 플레이트를 추가로 포함하며, 스러스트 플레이트는 출구 챔버에 유체적으로 결합되는 관통-홀을 포함하고, 펌프 커버는 스러스트 플레이트의 관통-홀로부터 유체를 수용하는 블라인드 홀을 포함하며, 펌프 커버의 하나 이상의 크로스-홀 중 하나의 크로스-홀이 블라인드 홀에 유체적으로 결합되는 기어 펌프이다.

EEE 3은 EEE 2의 기어 펌프에 있어서, 하나 이상의 크로스-홀은: 블라인드 홀에 유체적으로 결합되는 제1 크로스-홀; 상기 제1 크로스-홀에 유체적으로 결합되는 제2 크로스-홀; 및 제2 크로스-홀을 포켓에 유체적으로 결합시키는 제3 크로스-홀을 포함하는 기어 펌프이다.

EEE 4는 EEE 1 내지 3 중 어느 하나의 기어 펌프에 있어서, 부싱은 포켓에 유체적으로 결합되고 유체를 포켓으로부터 펌프 샤프트의 외표면과 부싱의 내표면 사이의 계면에서 부싱 내로 연통시켜, 유체가 펌프 샤프트에 지지력을 가하게 하도록 구성되는 크로스-홀을 갖는 기어 펌프이다.

EEE 5는 EEE 1 내지 4 중 어느 하나의 기어 펌프에 있어서, 포켓은 부싱 아래에 형성되는 기어 펌프이다.

EEE 6은 EEE 1 내지 5 중 어느 하나의 기어 펌프에 있어서, 부싱은 펌프 링 기어의 원위측에 배치되는 제1 부싱이고, 펌프 커버는 펌프 링 기어의 원위측에 배치되는 제1 펌프 커버이며, 기어 펌프는 펌프 링 기어의 근위측에 배치되고 하나 이상의 각각의 크로스-홀과 각각의 포켓을 포함하는 제2 펌프 커버; 및 펌프 링 기어의 근위측에서 펌프 샤프트 주위에 배치되는 제2 부싱을 추가로 포함하며, 제2 부싱의 외표면은 제2 펌프 커버의 내표면과 인터페이싱되고, 각각의 포켓은 제2 부싱의 일부 주위에 형성되며, 펌프 커버의 하나 이상의 각각의 크로스-홀은 출구 챔버를 각각의 포켓에 유체적으로 결합시켜, 각각의 포켓 내의 유체가 펌프 샤프트에 각각의 지지력을 가하게 하도록 구성되는 기어 펌프이다.

EEE 7은 EEE 1 내지 6 중 어느 하나의 기어 펌프에 있어서, 입구 챔버로부터 격리되고 포켓의 하류에 배치되는 드레인 포트를 추가로 포함하며, 따라서 펌프 샤프트에 지지력을 가한 유체가 드레인 포트로 유동하는 기어 펌프이다.

EEE 8은 EEE 7의 기어 펌프에 있어서, 펌프 커버에 결합되는 엔드 커버를 추가로 포함하며, 드레인 포트가 엔드 커버에 형성되는 기어 펌프이다.

EEE 9는 방법이며, 기어 펌프의 펌프 샤프트를 회전시키는 단계로서, 펌프 피니언이 펌프 샤프트에 장착되고 기어 펌프의 펌프 링 기어 내에 배치되어, 펌프 피니언의 외치가 펌프 링 기어의 내치와 맞물리며, 펌프 샤프트를 회전시키는 것은 펌프 피니언을 회전시키고, 그로 인해 그와 결합된 펌프 링 기어를 회전시켜 유체를 기어 펌프의 입구 챔버로부터 출구 챔버로 변위시키는, 단계; 유체를 출구 챔버로부터 펌프 샤프트 주위에 배치된 부싱의 일부 주위에 형성된 포켓에 제공하는 단계; 포켓 내의 유체에 의해 펌프 샤프트에 지지력을 가하는 단계; 및 지지력을 가한 유체를 입구 챔버로부터 격리되어 있는 드레인 포트로 배출하는 단계를 포함하는 방법이다.

EEE 10은 EEE 9의 방법에 있어서, 기어 펌프는 펌프 커버를 추가로 포함하고, 펌프 커버는 포켓을 포함하며 출구 챔버를 포켓에 유체적으로 결합시키는 하나 이상의 크로스-홀을 포함하고, 유체를 출구 챔버로부터 포켓에 제공하는 단계는 유체를 출구 챔버로부터 하나 이상의 크로스-홀을 거쳐서 포켓에 연통시키는 단계를 포함하는 방법이다.

EEE 11은 EEE 10의 방법에 있어서, 하나 이상의 크로스-홀은 (i) 출구 챔버에 유체적으로 결합되는 제1 크로스-홀, (ⅱ) 제1 크로스-홀에 유체적으로 결합되는 제2 크로스-홀, 및 (ⅲ) 제2 크로스-홀을 포켓에 유체적으로 결합시키는 제3 크로스-홀을 포함하며, 유체를 출구 챔버로부터 하나 이상의 크로스-홀을 거쳐서 포켓에 연통시키는 단계는 유체를 출구 챔버로부터 제1 크로스-홀을 거쳐서 제2 크로스-홀에 연통시키는 단계; 유체를 제2 크로스-홀로부터 제3 크로스-홀에 연통시키는 단계; 및 유체를 제3 크로스-홀로부터 포켓에 연통시키는 단계를 포함하는 방법이다.

EEE 12는 EEE 11의 방법에 있어서, 기어 펌프는 펌프 커버와 펌프 링 기어 사이에 축방향으로 개재되는 스러스트 플레이트를 추가로 포함하고, 스러스트 플레이트는 출구 챔버에 유체적으로 결합되는 관통-홀을 포함하며, 펌프 커버는 스러스트 플레이트의 관통-홀로부터 유체를 수용하고 펌프 커버의 제1 크로스-홀에 유체적으로 결합되는 블라인드 홀을 포함하며, 유체를 출구 챔버로부터 제1 크로스-홀을 거쳐서 연통시키는 단계는 유체를 출구 챔버로부터 스러스트 플레이트의 관통-홀을 통해서 블라인드 홀에 연통시키는 단계; 및 유체를 블라인드 홀로부터 제1 크로스-홀을 거쳐서 제2 크로스-홀에 연통시키는 단계를 포함하는 방법이다.

EEE 13은 EEE 9 내지 12 중 어느 하나의 방법에 있어서, 부싱은 포켓에 유체적으로 결합되는 크로스-홀을 가지며, 상기 방법은 유체를 포켓으로부터 부싱의 크로스-홀을 거쳐서 펌프 샤프트의 외표면과 부싱의 내표면 사이의 계면에서 부싱 내로 연통시켜, 유체가 펌프 샤프트에 지지력을 가하게 하는 단계를 추가로 포함하는 방법이다.

EEE 14는 EEE 9 내지 13 중 어느 하나의 방법에 있어서, 부싱은 펌프 링 기어의 원위측에 배치되는 제1 부싱이고, 기어 펌프는 펌프 링 기어의 근위측에서 펌프 샤프트 주위에 배치되는 제2 부싱을 추가로 포함하며, 상기 방법은 유체를 출구 챔버로부터 제2 부싱의 일부 주위에 형성된 각각의 포켓에 제공하여, 각각의 포켓 내의 유체가 펌프 샤프트에 각각의 지지력을 가하게 하는 단계를 추가로 포함하는 방법이다.

EEE 15는 EEE 9의 방법에 있어서, 기어 펌프는 엔드 커버를 추가로 포함하며, 드레인 포트가 엔드 커버에 형성되고, 지지력을 가한 유체를 드레인 포트로 배출하는 단계는 지지력을 가한 유체를 엔드 커버 내에 형성된 챔버에 연통시키는 단계를 포함하며, 상기 챔버는 드레인 포트에 유체적으로 결합되는 방법이다.

Claims (15)

1. 기어 펌프이며,
   펌프 링 기어;
   펌프 샤프트;
   펌프 샤프트에 장착되고 펌프 링 기어 내에 배치되는 펌프 피니언으로서, 펌프 피니언의 외치가 펌프 링 기어의 내치와 맞물리고, 펌프 샤프트는 펌프 피니언을 회전시키고, 그로 인해 그와 결합된 펌프 링 기어를 회전시켜 유체를 기어 펌프의 입구 챔버로부터 출구 챔버로 변위시키도록 구성되는, 펌프 피니언;
   하나 이상의 크로스-홀 및 포켓을 포함하는 펌프 커버; 및
   펌프 샤프트 주위에 배치되는 부싱으로서, 부싱의 외표면이 펌프 커버의 내표면과 인터페이싱되고, 포켓은 부싱의 일부 주위에 형성되며, 펌프 커버의 하나 이상의 크로스-홀은 출구 챔버를 포켓에 유체적으로 결합시켜, 포켓 내의 유체가 펌프 샤프트에 지지력을 가하게 하는, 부싱을 포함하는, 기어 펌프.
2. 제1항에 있어서, 펌프 커버와 펌프 링 기어 사이에 축방향으로 개재되는 스러스트 플레이트를 추가로 포함하며, 스러스트 플레이트는 출구 챔버에 유체적으로 결합되는 관통-홀을 포함하고, 펌프 커버는 스러스트 플레이트의 관통-홀로부터 유체를 수용하는 블라인드 홀을 포함하며, 펌프 커버의 하나 이상의 크로스-홀 중 하나의 크로스-홀이 블라인드 홀에 유체적으로 결합되는, 기어 펌프.
3. 제2항에 있어서, 하나 이상의 크로스-홀은:
   블라인드 홀에 유체적으로 결합되는 제1 크로스-홀;
   상기 제1 크로스-홀에 유체적으로 결합되는 제2 크로스-홀; 및
   제2 크로스-홀을 포켓에 유체적으로 결합시키는 제3 크로스-홀을 포함하는, 기어 펌프.
4. 제1항에 있어서, 부싱은 포켓에 유체적으로 결합되고 유체를 포켓으로부터 펌프 샤프트의 외표면과 부싱의 내표면 사이의 계면에서 부싱 내로 연통시켜, 유체가 펌프 샤프트에 지지력을 가하게 하도록 구성되는 크로스-홀을 갖는, 기어 펌프.
5. 제1항에 있어서, 포켓은 부싱 아래에 형성되는, 기어 펌프.
6. 제1항에 있어서, 부싱은 펌프 링 기어의 원위측에 배치되는 제1 부싱이고, 펌프 커버는 펌프 링 기어의 원위측에 배치되는 제1 펌프 커버이며, 기어 펌프는:
   펌프 링 기어의 근위측에 배치되고 하나 이상의 각각의 크로스-홀과 각각의 포켓을 포함하는 제2 펌프 커버; 및
   펌프 링 기어의 근위측에서 펌프 샤프트 주위에 배치되는 제2 부싱을 추가로 포함하며, 제2 부싱의 외표면은 제2 펌프 커버의 내표면과 인터페이싱되고, 각각의 포켓은 제2 부싱의 일부 주위에 형성되며, 펌프 커버의 하나 이상의 각각의 크로스-홀은 출구 챔버를 각각의 포켓에 유체적으로 결합시켜, 각각의 포켓 내의 유체가 펌프 샤프트에 각각의 지지력을 가하게 하도록 구성되는, 기어 펌프.
7. 제1항에 있어서, 입구 챔버로부터 격리되고 포켓의 하류에 배치되는 드레인 포트를 추가로 포함하며, 따라서 펌프 샤프트에 지지력을 가한 유체가 드레인 포트로 유동하는, 기어 펌프.
8. 제7항에 있어서, 펌프 커버에 결합되는 엔드 커버를 추가로 포함하며, 드레인 포트가 엔드 커버에 형성되는, 기어 펌프.
9. 방법이며,
   기어 펌프의 펌프 샤프트를 회전시키는 단계로서, 펌프 피니언이 펌프 샤프트에 장착되고 기어 펌프의 펌프 링 기어 내에 배치되어, 펌프 피니언의 외치가 펌프 링 기어의 내치와 맞물리며, 펌프 샤프트를 회전시키는 것은 펌프 피니언을 회전시키고, 그로 인해 그와 결합된 펌프 링 기어를 회전시켜 유체를 기어 펌프의 입구 챔버로부터 출구 챔버로 변위시키는 단계;
   유체를 출구 챔버로부터 펌프 샤프트 주위에 배치된 부싱의 일부 주위에 형성된 포켓에 제공하는 단계;
   포켓 내의 유체에 의해 펌프 샤프트에 지지력을 가하는 단계; 및
   지지력을 가한 유체를 입구 챔버로부터 격리되어 있는 드레인 포트로 배출하는 단계를 포함하는, 방법.
10. 제9항에 있어서, 기어 펌프는 펌프 커버를 추가로 포함하고, 펌프 커버는 포켓을 포함하며 출구 챔버를 포켓에 유체적으로 결합시키는 하나 이상의 크로스-홀을 포함하고, 유체를 출구 챔버로부터 포켓에 제공하는 단계는:
    유체를 출구 챔버로부터 하나 이상의 크로스-홀을 거쳐서 포켓에 연통시키는 단계를 포함하는, 방법.
11. 제10항에 있어서, 하나 이상의 크로스-홀은 (i) 출구 챔버에 유체적으로 결합되는 제1 크로스-홀, (ⅱ) 제1 크로스-홀에 유체적으로 결합되는 제2 크로스-홀, 및 (ⅲ) 제2 크로스-홀을 포켓에 유체적으로 결합시키는 제3 크로스-홀을 포함하며, 유체를 출구 챔버로부터 하나 이상의 크로스-홀을 거쳐서 포켓에 연통시키는 단계는:
    유체를 출구 챔버로부터 제1 크로스-홀을 거쳐서 제2 크로스-홀에 연통시키는 단계;
    유체를 제2 크로스-홀로부터 제3 크로스-홀에 연통시키는 단계; 및
    유체를 제3 크로스-홀로부터 포켓에 연통시키는 단계를 포함하는, 방법.
12. 제11항에 있어서, 기어 펌프는 펌프 커버와 펌프 링 기어 사이에 축방향으로 개재되는 스러스트 플레이트를 추가로 포함하고, 스러스트 플레이트는 출구 챔버에 유체적으로 결합되는 관통-홀을 포함하며, 펌프 커버는 스러스트 플레이트의 관통-홀로부터 유체를 수용하고 펌프 커버의 제1 크로스-홀에 유체적으로 결합되는 블라인드 홀을 포함하며, 유체를 출구 챔버로부터 제1 크로스-홀을 거쳐서 연통시키는 단계는:
    유체를 출구 챔버로부터 스러스트 플레이트의 관통-홀을 통해서 블라인드 홀에 연통시키는 단계; 및
    유체를 블라인드 홀로부터 제1 크로스-홀을 거쳐서 제2 크로스-홀에 연통시키는 단계를 포함하는, 방법.
13. 제9항에 있어서, 부싱은 포켓에 유체적으로 결합되는 크로스-홀을 가지며,
    상기 방법은 유체를 포켓으로부터 부싱의 크로스-홀을 거쳐서 펌프 샤프트의 외표면과 부싱의 내표면 사이의 계면에서 부싱 내로 연통시켜, 유체가 펌프 샤프트에 지지력을 가하게 하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
14. 제9항에 있어서, 부싱은 펌프 링 기어의 원위측에 배치되는 제1 부싱이고, 기어 펌프는 펌프 링 기어의 근위측에서 펌프 샤프트 주위에 배치되는 제2 부싱을 추가로 포함하며,
    상기 방법은 유체를 출구 챔버로부터 제2 부싱의 일부 주위에 형성된 각각의 포켓에 제공하여, 각각의 포켓 내의 유체가 펌프 샤프트에 각각의 지지력을 가하게 하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
15. 제9항에 있어서, 기어 펌프는 엔드 커버를 추가로 포함하며, 드레인 포트가 엔드 커버에 형성되고, 지지력을 가한 유체를 드레인 포트로 배출하는 단계는:
    지지력을 가한 유체를 엔드 커버 내에 형성된 챔버에 연통시키는 단계를 포함하며, 상기 챔버는 드레인 포트에 유체적으로 결합되는, 방법.

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